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液晶ナノミセルにおける薬剤分子の輸送と液晶秩序の動的結合

研究課題

研究課題/領域番号 13J01166
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物物理・化学物理
研究機関京都大学

研究代表者

坊野 慎治  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード液晶 / ソフトマター / 液晶ナノミセル / 液晶エマルション / DDS / 液晶ナノエマルション
研究実績の概要

はじめに時分割放射光X線回折実験を行い、回折プロファイルの時間変化を測定した。その結果、時間の経過に従い、層間隔の逆数に対応する回折ピークの中心波数が高波数側へシフトすることが明らかになった。つまりこの結果は、分子長の短いN液晶分子が層間中に浸潤し、層を収縮させていることを示している。一方で、回折ピークの幅から見積もった層秩序の相関長は、時間経過に従い減少することが明らかになった。これは、SmA液晶ナノミセル中にN液晶分子が侵入したことで、混合液晶としてのSmA-N相転移温度が低下し、層秩序が低下したことを示していると考えられる。
次に、得られた層間隔の時間発展とマクロな物性である配向揺らぎの時間発展の比較を行った。その結果、N液晶分子の侵入によるミクロ及びマクロな物性変化のタイムスケールが一致していることがわかった。これは、分子長の短いN液晶の侵入がマクロスコピックには配向揺らぎを増大させ、ミクロスコピックには層間隔を収縮することを示している。
最後に、バルク状態で層間隔とN液晶分子の混合濃度の関係を調べ、この関係を用いて層間隔の時間発展から、N液晶分子の混合濃度の時間発展を定量的に評価した。その結果、初期状態ではほとんどN液晶分子は混合しておらず、時間経過に従い連続的にN液晶分子が侵入することが明らかになった。さらに、十分時間が経過するとN液晶とSmA液晶が一様に混合した平衡状態となることがわかった。
以上の通り今年度私は、混合過程に伴うミクロな物性変化を捉えることに成功し、N液晶分子の混合濃度を定量的に評価することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Effects of layer order on the mobility of mesogenic molecules in SmA liquid-crystalline emulsions2016

    • 著者名/発表者名
      Shinji Bono, Yoich Takanishi and Jun Yamamoto
    • 雑誌名

      Europhysics Letters

      巻: 109 号: 5 ページ: 56004-56004

    • DOI

      10.1209/0295-5075/113/56004

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The effect of the liquid-crystalline order on releasing dye molecules from liquid-crystalline nano-emulsions2015

    • 著者名/発表者名
      S. Bono, Masayuki Yokoyama, Y. Takanishi and J. Yamamoto
    • 雑誌名

      Mol. Cryst. Liq. Cryst.

      巻: 610 号: 1 ページ: 157-162

    • DOI

      10.1080/15421406.2015.1025625

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Isotropic-to-nematic phase transition of liquid crystals confined in nanoemulsion droplets2015

    • 著者名/発表者名
      S.Bono, Y. Takanishi and J. Yamamoto
    • 雑誌名

      Europhysics Letters

      巻: 109 号: 2 ページ: 26004-26004

    • DOI

      10.1209/0295-5075/109/26004

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] スメクチック/ネマチック液晶ナノミセル水溶液の混合過程におけるネマチック液晶分子の浸透現象のX線回折による直接測定2016

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治、高西陽一、山本潤
    • 学会等名
      物理学会
    • 発表場所
      宮城, 東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 混合過程における液晶ナノミセルのマクロ及びミクロな物性変化2016

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治
    • 学会等名
      第6回京都若手ソフトマター研究会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] The mobility of liquid crystalline molecules in the core of nanoemulsion2015

    • 著者名/発表者名
      Shinji Bono, Yoichi Takanishi and Jun Yamamoto
    • 学会等名
      16th Optics of Liquid Crystals
    • 発表場所
      Sopot, Poland
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液晶分子の拡散に伴う液晶ナノエマルションの層構造の変化2015

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治、高西陽一、山本潤
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ナノミセルコアに閉じ込められた液晶の層秩序2015

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治、高西陽一、山本潤
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] The nematic order induced by anchoring surface of nanoemulsion droplets2015

    • 著者名/発表者名
      Shinji Bono, Yoichi Takanishi and Jun Yamamoto
    • 学会等名
      15th Ferroelectric Liquid Crystals
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノエマルション中の液晶分子の運動性に対する層秩序の効果2015

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治、高西陽一、山本潤
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東京,早稲田
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] スメクチック液晶ナノエマルション中の層秩序に対する閉じ込め効果2015

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治
    • 学会等名
      第5回京都若手ソフトマター研究会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The effect of the layer order on the mobility of liquid crystal molecules in nano-emulsions2015

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治、横山昌幸、高西陽一、山本潤
    • 学会等名
      The 2nd Asian Conference on Liquid Crystals
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2015-01-19 – 2015-01-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] スメクチック液晶ナノエマルション中の層秩序2015

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治、高西陽一、山本潤
    • 学会等名
      第4回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-01-06 – 2015-01-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ナノエマルション中における1次元層状秩序とエマルション間の液晶分子拡散過程2014

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治、横山昌幸、高西陽一、山本潤
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      島根
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The effects of liquid-crystalline order on releasing dye from the core of liquid-crystalline nano-emulsions2014

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治、横山昌幸、高西陽一、山本潤
    • 学会等名
      25th International Liquid Crystal Conference
    • 発表場所
      Dublin, Ireland
    • 年月日
      2014-06-29 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ及びナノメートルサイズの液晶エマルションからの色素分子放出現象2014

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治
    • 学会等名
      第4回京都若手ソフトマター研究会
    • 発表場所
      京都大学理学研究科セミナーハウス(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-03-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ナノエマルションからの色素分子放出に対する液晶相転移の効果2013

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治、横山昌幸、高西陽一、山本潤
    • 学会等名
      第3回ソフトマター研究会
    • 発表場所
      首都大学東京 国際交流会館(東京都八王子市)
    • 年月日
      2013-12-14
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] The isotropic-nematic phase transition behavior of liquid crystals confined in nano-emulsion2013

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治、石井陽子、横山昌幸、高西陽一、山本潤
    • 学会等名
      International Soft Matter Conference 2013
    • 発表場所
      SAPIENZA UNIVERSITA DI ROMA (Roma イタリア)
    • 年月日
      2013-09-19
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 液晶ナノエマルションコアの相転移と色素分子の保持・放出2013

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治、石井陽子、横山昌幸、高西陽一、山本潤
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      大阪大学 豊中キャンパス (大阪府豊中市)
    • 年月日
      2013-09-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Isotropic-nematic phase transition of liquid crystals confined in nano-em ulsions2013

    • 著者名/発表者名
      坊野慎治、石井陽子、横山昌幸、高西陽一、山本潤
    • 学会等名
      Engineering of Chemical Complexity
    • 発表場所
      Hotel Hohe Diane (Warnemunde ドイツ)
    • 年月日
      2013-06-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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